KR200244008Y1

KR200244008Y1 - 공기청정기

Info

Publication number: KR200244008Y1
Application number: KR2020010014007U
Authority: KR
Inventors: 이동권; 김희연; 이상봉; 박천관
Original assignee: 주식회사 엔비오
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2001-10-15

Abstract

본 고안은 공기중의 오염물질을 제거하여 청정공기로 정화하는 공기청정기를 개시한다. 본 고안의 공기청정기는 여과실과 이 여과실을 둘러싸는 흡입측 망상체를 갖는 메인케이스와, 메인케이스의 여과실과 연통하는 송풍실과 이 송풍실을 둘러싸는 배출측 망상체를 갖는 서브케이스와, 메인케이스의 흡입측 망상체의 외측을 둘러싸고 공기중의 입자를 1차 여과하는 제1 필터와, 메인케이스의 흡입측 망상체의 내측을 둘러싸며 제1 필터를 통과한 공기중의 미세입자를 2차 여과하는 제2 필터와, 제2 필터에 후속하여 배치되는 광촉매필터와, 광촉매필터를 여기시키는 자외선을 방사하는 자외선램프와, 서브케이스의 송풍실에 내장되고 메인케이스의 흡입측 망상체를 통하여 공기를 흡입하여 서브케이스의 배출측 망상체를 통하여 배출시키는 송풍장치로 구성된다. 본 고안에 의하면, 제1 및 제2 필터와 광촉매필터의 배열에 의하여 공기중의 다양한 오염물질을 효율적으로 여과하고, 광촉매필터의 광촉매 산화반응에 의하여 오염물질을 분해하여 완벽하게 제거함으로써, 공기의 정화효율과 청정도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 간단한 구조에 의하여 필터들을 용이하게 분리할 수 있으며, 광촉매필터는 간편하게 세척하여 반영구적으로 사용할 수 있으므로, 공기청정기를 경제적이고 실용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기청정기{AIR CLEANER}

본 고안은 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 필터의 배열과 광촉매 산화반응에 의하여 공기중의 오염물질을 제거하여 청정공기로 정화시킬 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.

공기청정기는 쾌적하고 건강한 실내 또는 폐쇄공간의 환경을 개선하기 위하여 먼지, 악취, 세균 및 담배연기 등의 오염물질에 의하여 오염되어 있는 실내 또는 폐쇄공간의 공기를 청정공기로 정화시키는 것으로, 그 종류와 구성은 다양하게 개발되어 있다.

통상적인 공기청정기는 송풍장치의 구동에 의하여 실내 공기를 강제로 순환시키면서 필터에 의하여 오염물질을 여과시키거나 흡착시켜 제거하는 방식을 채택하고 있다. 그러나, 필터가 오염물질에 의하여 폐색되면 효율이 저하되고 고장의 원인이 되는 단점이 있다. 따라서, 공기청정기를 분해하여 필터를 자주 청소해야 하는 번거로운 문제가 상존하고 있다. 특히, 오염물질이 오염되어 있는 필터를 장기간 방치할 경우 오염물질에 곰팡이나 세균 등이 서식하여 악취가 발생될 뿐만 아니라, 공기의 오염원으로 작용되고, 심한 경우 발병의 원인이 되기도 한다.

한편, 실내 공기중의 악취, 세균, 담배연기 등을 제거하기 위하여 음이온발생장치에 의하여 음이온을 발생시키는 음이온 방식의 공기청정기는 음이온 특유의 냄새를 발생시켜 사용자에게 불쾌감을 주는 단점이 있다. 또한, 오존발생장치에 의하여 오존을 발생시키는 오존 방식의 공기청정기에 있어서는 오존이 일정 농도를 초과하면 인체에 유해한 단점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 단점과 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 다양한 필터의 배열과 광촉매 산화반응에 의하여 공기중의 오염물질을 완벽하고 효율적으로 정화할 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 간단한 구조에 의하여 용이하게 분해할 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 광촉매필터를 간편하게 세척하여 반영구적으로 사용할 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 여과실과 이 여과실을 둘러싸는 흡입측 망상체를 갖는 메인케이스와; 메인케이스의 여과실과 연통하는 송풍실과 이 송풍실을 둘러싸는 배출측 망상체를 갖는 서브케이스와; 메인케이스의 흡입측 망상체의 외측을 둘러싸고, 공기중의 입자를 1차 여과하는 제1 필터와; 메인케이스의 흡입측 망상체의 내측을 둘러싸며, 제1 필터를 통과한 공기중의 미세입자를 2차 여과하는 제2 필터와; 제2 필터에 후속하여 배치되는 광촉매필터와; 광촉매필터를 여기시키는 자외선을 방사하는 자외선램프와; 서브케이스의 송풍실에 내장되고, 메인케이스의 흡입측 망상체를 통하여 공기를 흡입하여 서브케이스의 배출측 망상체를 통하여 배출시키는 송풍장치로 구성되는 공기청정기에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 공기청정기의 구성을 분리하여 나타낸 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 공기청정기의 구성을 나타낸 단면도,

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 메인케이스 11: 여과실

12: 흡입측 망상체 20: 서브케이스

21: 송풍실 22: 배출측 망상체

30: 제1 필터 31: 스펀지

40: 제2 필터 41: 여과지

50: 광촉매필터 53: 주름지

60: 자외선램프 70: 송풍장치

이하, 본 고안에 따른 공기청정기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 고안의 공기청정기는 원통형의 메인케이스(10)와 서브케이스(20)를 구비한다. 메인케이스(10)의 외면은 내측의 여과실(11)을 둘러싸는 흡입측 망상체(12)로 구성되어 있으며, 흡입측 망상체(12)의 상측과 하측에는 상부커버(13)와 하부커버(14)가 각각 부착되어 있다. 상부커버(13)의 중앙에 관통구멍(13a)이 형성되어 있고, 관통구멍(13a)은 캡(15)에 의하여 덮여진다. 그리고, 하부커버(14)의 중앙에 배출구(14a)가 형성되어 있으며 하면에는 다수의 결합편 (14b)이 장착되어 있다.

도 1과 도 2를 함께 참조하면, 서브케이스(20)는 메인케이스(10)의 배출구 (14a)와 연통하는 송풍실(21)을 가지며, 서브케이스(20)의 외면은 내측의 송풍실 (21)과 연통하는 배출측 망상체(22)로 구성되어 있다. 배출측 망상체(22)의 상측과 하측에는 상부커버(23)와 하부커버(24)가 각각 부착되어 있다. 상부커버(23)의 중앙에 메인케이스(10)의 배출구(14a)와 연통하는 흡입구(23a)가 형성되어 있고 상면에는 결합편(14b)이 대응하는 관계로 결합되는 다수의 결합구멍(23b)이 형성되어 있다. 상부커버(23)의 흡입구(23a)에는 중간 망상체(25)가 부착되어 있으며, 하부커버(24)의 하면에는 다수의 다리(26)가 장착되어 있다. 메인케이스(10)의 하부커버(14)와 서브케이스(20)의 상부커버(23) 사이에는 기밀의 유지를 위한 실링(27)이 개재되어 있다. 서브케이스(20)의 하부커버(24)에는 공기청정기의 기능을 설정할수 있는 버튼(28)이 구성되어 있다. 버튼(28)은 공기청정기의 작동을 표시하는 디스플레이와 공기의 오염도를 검출하는 센서와 함께 컨트롤패널에 설치할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 모두 참조하면, 메인케이스(10)의 외측과 내측에는 흡입측 망상체(12)를 둘러싸는 원통형의 제1 필터(30)와 제2 필터(40)가 각각 착탈가능하게 배열되어 있다. 제1 필터(30)는 공기중의 큰 입자, 예를 들어 보푸라기, 머리카락, 뭉쳐진 먼지를 1차 여과하는 프리필터(Pre Filter)로서 유연성을 갖는 다공성 스펀지(Sponge: 31)로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서 제1 필터(30)의 스펀지 (31)는 여과포로도 대신할 수 있다.

제2 필터(40)는 제1 필터(30)를 통과한 예를 들어 0.3㎛ 크기의 미세입자를 여과하는 헤파필터(HEPA; High Efficiency Particulate Air Filter)로 이루어지며, 지그재그형으로 접혀진 여과지(41)로 구성되어 있다. 프리필터는 헤파필터의 상류에서 헤파필터의 수명을 단축시키는 큰 입자를 사전에 제거한다. 본 실시예에 있어서 제2 필터(40)의 헤파필터는 활성탄필터로도 대신할 수 있다. 활성탄필터는 여과지에 활성탄을 고착하여 구성하며, 활성탄은 휘발성유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds), 악취, 가스와 담배연기를 흡착하고 공기청정기에 흡입되는 오존은 산소로 치환시킨다.

또한, 본 고안의 공기청정기에는 제2 필터(40)에 후속하여 광촉매필터(50)가 착탈가능하게 배치되어 있다. 광촉매필터(50)는 서로 나란하게 배열되어 있는 다수의 격지(51)와, 격지(51) 사이에 다수의 통기구멍(52)을 형성하도록 부착되며 여과면적이 증대되도록 물결모양으로 주름진 다수의 주름지(53)에 의하여 허니컴구조로구성되어 있다. 광촉매필터(50)의 격지(51)와 주름지(53)에는 모두 광촉매물질, 예를 들어 이산화티타늄(TiO₂)이 도포되어 있다. 도면에는 광촉매필터(50)가 사각통형으로 구성되어 있는 것을 나타냈으나, 광촉매필터(50)는 원통형, 삼각통형 등으로 구성할 수 있다.

광촉매필터(50)의 내측에는 광촉매필터(50)의 여기를 위하여 자외선을 방사하는 자외선램프(60)가 설치되어 있고, 자외선램프(60)로부터 방사되는 자외선은 광촉매필터(50)의 여기 이외에도 살균 및 탈취 기능을 보유한다. 자외선램프(60)는 메인케이스(10)의 상부커버(13)의 관통구멍(13a)을 통하여 광촉매필터(50)의 내측에 설치하고, 자외선램프(60)의 소켓(61)은 캡(15)의 하면에 고정되어 있다. 도면에는 2개의 자외선램프(60)가 나타나 있으나, 자외선램프(60)의 개수 및 위치는 적절하게 변경할 수 있다.

서브케이스(20)의 송풍실(21)에는 메인케이스(10)의 흡입측 망상체(12)를 통하여 공기를 흡입시켜 서브케이스(20)의 배출측 망상체(22)로 배출시키는 송풍장치 (70)가 설치되어 있으며, 송풍장치(70)는 전기모터(71)와, 전기모터(71)의 구동에 의하여 회전하는 날개(72)로 구성되어 있다.

지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 공기청정기의 작용을 설명한다.

도 1과 도 2를 함께 참조하면, 사용자가 버튼(28)을 조작하여 자외선램프 (60)와 송풍장치(70)의 전기모터(71)에 전원을 인가시키면, 자외선램프(60)의 작동에 의하여 자외선이 방사되며, 송풍장치(70)의 전기모터(71)의 구동에 의하여 날개 (72)가 회전된다. 날개(72)의 회전에 의하여 오염되어 있는 공기는 제1 필터(30)와 메인케이스(10)의 흡입측 망상체(12)를 통하여 여과실(11)로 유입된다.

메인케이스(10)의 여과실(11)로 유입되는 공기중의 큰 입자는 제1 필터(30)에 의하여 1차 여과되고, 제1 필터(30)를 통과한 공기중의 미세입자는 제2 필터 (40)에 의하여 2차 여과된다. 이와 같은 제1 필터(30)와 제2 필터(40)의 협동에 의하여 0.3㎛ 크기의 미세입자를 완벽하게 여과할 수 있으며, 또한 제2 필터(40)의 상류에서 큰 입자를 여과시키는 제1 필터(30)에 의하여 제2 필터(40)의 폐색과 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 제2 필터(30)를 통과한 공기중의 휘발성유기화합물, 악취, 가스와 담배연기 등의 오염물질은 광촉매필터(50)에 흡착된다.

또한, 자외선램프(60)로부터 방사되는 자외선에 의하여 광촉매필터(50)의 광촉매물질이 여기된다. 즉, 광촉매물질의 광촉매 산화반응에 의하여 광촉매필터(50)에 흡착되어 있는 오염물질은 분해, 살균, 항균 및 탈취되어 제거된다. 광촉매필터 (50)의 광촉매 산화반응이란 광촉매물질이 가지고 있는 고유의 밴드갭에너지(Band Gap Energy) 이상의 빛에너지를 광촉매물질에 조사하였을 때 광촉매물질의 표면에서 전자와 정공이 발생하여 전자는 전자대(Conduction Band)로 여기되고 정공은 가전자대(Valance Band)에 남게 되며, 이러한 가전자대에 생성되는 수산화라디칼의 강력한 산화력으로 광촉매물질의 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물이 분해되는 반응을 말한다. 광촉매필터(50)는 반복되는 광촉매 산화반응에 의하여 반영구적으로 사용할 수 있다.

계속해서, 광촉매필터(50)를 지난 청정공기는 메인케이스(10)의 하부커버 (14)에 형성되어 있는 배출구(14a)와 서브케이스(20)의 상부커버(23)에 형성되어 있는 흡입구(23a)와 중간 망상체(25)를 통하여 서브케이스(20)의 송풍실(21)로 유입된 후 배출측 망상체(22)를 통하여 다시 외부로 배출된다.

한편, 제1 필터(30), 제2 필터(40) 및 광촉매필터(50)가 오염물질에 의하여 폐색되면 효율이 저하되므로, 이를 방지하기 위해서는 주기적인 청소 및 점검이 필요하다. 제1 필터(30)는 메인케이스(10)의 외측으로부터 벗겨냄으로써 쉽게 분리할 수 있다. 제2 필터(40)와 광촉매필터(50)의 청소 및 점검을 위해서는 서브케이스 (20)의 결합구멍(23b)으로부터 메인케이스(10)의 결합편(14b)을 분리하고, 메인케이스(10)의 배출구(14a)를 통하여 여과실(11)에 장착되어 있는 제2 필터(40)와 광촉매필터(50)를 분리한다. 따라서, 메인케이스(10), 서브케이스(20), 제2 필터(40)와 광촉매필터(500를 용이하게 분리할 수 있다.

제1 필터(30)와 제2 필터(40)에 부착되어 있는 오염물질은 청소용구에 의하여 제1 필터(30)와 제2 필터(40)로부터 탈락시키거나 물로 세척하여 제거하고, 광촉매필터(50)의 오염물질은 물로 세척하여 제거한다. 광촉매필터(50)의 이산화티타늄은 표면에서 물분자가 분산되는 소수성을 갖고 있기 때문에 세척시에도 종이를 소재로 한 격지(51)와 주름지(53)의 손상이 방지되는 것은 물론이고, 세척과 건조에 의한 광촉매필터(50)의 재사용이 매우 간편하다.

본 실시예에 있어서 제2 필터(40)가 활성탄필터로 구성되어 있는 경우 사용장소의 오염정도에 따라 차이가 있으나 통상적으로 6∼12개월 정도 사용할 수 있으며 정기적으로 교체하는 것이 바람직하다. 그리고, 메인케이스(10)의 상부커버(13)의 관통구멍(13a)에 장착되어 있는 캡(15)을 분리하게 되면, 캡(15)과 함께 자외선램프(60)를 메인케이스(10)의 여과실(11)로부터 인출시킬 수 있어 자외선램프(60)의 점검 및 교환을 쉽게 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는 본 고안의 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 등록청구범위내에서 적절하게 변경가능한 것이다. 예를 들어 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 공기청정기에 의하면, 제1 및 제2 필터와 광촉매필터의 배열에 의하여 공기중의 다양한 오염물질을 효율적으로 여과하고, 광촉매필터의 광촉매 산화반응에 의하여 오염물질을 분해하여 완벽하게 제거함으로써, 공기의 정화효율과 청정도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 간단한 구조에 의하여 필터들을 용이하게 분리할 수 있으며, 광촉매필터는 간편하게 세척하여 반영구적으로 사용할 수 있으므로, 공기청정기를 경제적이고 실용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

여과실과 이 여과실을 둘러싸는 흡입측 망상체를 갖는 메인케이스와;

상기 메인케이스의 여과실과 연통하는 송풍실과 이 송풍실을 둘러싸는 배출측 망상체를 갖는 서브케이스와;

상기 메인케이스의 흡입측 망상체의 외측을 둘러싸고, 공기중의 입자를 1차 여과하는 제1 필터와;

상기 메인케이스의 흡입측 망상체의 내측을 둘러싸며, 상기 제1 필터를 통과한 공기중의 미세입자를 2차 여과하는 제2 필터와;

상기 제2 필터에 후속하여 배치되는 광촉매필터와;

상기 광촉매필터를 여기시키는 자외선을 방사하는 자외선램프와;

상기 서브케이스의 송풍실에 내장되고, 상기 메인케이스의 흡입측 망상체를 통하여 공기를 흡입하여 상기 서브케이스의 배출측 망상체를 통하여 배출시키는 송풍장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 필터는 스펀지로 구성되고, 상기 제2 필터는 지그재그형으로 접혀진 여과지로 구성되며, 상기 광촉매필터는 허니컴구조로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 서브케이스는 상기 메인케이스와 분리할 수 있는 구조로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.